DE102010028866A1

DE102010028866A1 - Device for dosage of aqueous urea solution into exhaust line of combustion engine of motor car for post-treatment of exhaust gases to reduce nitrogen oxide emissions, has reducing agent guiding line for guiding orifice to pump

Info

Publication number: DE102010028866A1
Application number: DE102010028866A
Authority: DE
Inventors: Markus Buerglin
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2010-05-11
Filing date: 2010-05-11
Publication date: 2011-11-17
Anticipated expiration: 2030-05-12
Also published as: DE102010028866B4

Abstract

The device has a reducing agent guiding line (3) arranged between a pump (1) and a metering valve (2). The reducing agent guiding line guides an orifice of a flow cross section or a connection piece (5) to the pump and/or the metering valve in a terminal portion opposite to a narrowed flow cross section of the reducing agent guiding line. The orifice of the flow cross section is in contact with a pressure equalization chamber such that the pressure equalization chamber or the connection piece is formed in the line with extended internal diameter of the line.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Dosierung eines Reduktionsmittels, insbesondere einer wässrigen Harnstofflösung zur Nachbehandlung von Abgasen in den Abgasstrang eines Kraftfahrzeuges mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Demnach umfasst eine solche Vorrichtung eine Pumpe und ein Dosierventil sowie wenigstens eine zwischen der Pumpe und dem Dosierventil angeordnete, das Reduktionsmittel führende Leitung.The invention relates to a device for metering a reducing agent, in particular an aqueous urea solution for the aftertreatment of exhaust gases in the exhaust line of a motor vehicle having the features of the preamble of claim 1. Accordingly, such a device comprises a pump and a metering valve and at least one between the pump and the Metering valve arranged, the reducing agent leading line.

Stand der TechnikState of the art

Vorrichtungen der eingangs genannten Art werden zur Abgasnachbehandlung in Kraftfahrzeugen eingesetzt, um die Stickoxid-Emissionen zu reduzieren. Hierzu werden in den Abgasstrang eines Kraftfahrzeuges Reduktionsmittel eindosiert, insbesondere Harnstoff oder wässrige Harnstofflösungen, welche die Bildung von Ammoniak bewirken, der in einem nachgeschalteten Katalysator mit den Stickoxiden zu harmlosen Stickstoff und Wasser reagiert. Derartige Einrichtungen sind auch unter der Bezeichnung SCR(= Selective Catalytic Reduction)-Katalysator bekannt.Devices of the type mentioned are used for exhaust aftertreatment in motor vehicles to reduce nitrogen oxide emissions. For this purpose, reducing agents are metered into the exhaust gas line of a motor vehicle, in particular urea or aqueous urea solutions, which cause the formation of ammonia, which reacts in a downstream catalyst with the nitrogen oxides to harmless nitrogen and water. Such devices are also known under the name SCR (= Selective Catalytic Reduction) catalyst.

Die vorwiegend als Reduktionsmittel eingesetzte wässrige Harnstofflösung weist jedoch die Eigenschaft auf, bei Temperaturen unter –11°C zu gefrieren und sich dabei auszudehnen. Um Schäden durch Eisdruck insbesondere bei Stillstand des Fahrzeugs zu verhindern, werden daher die Reduktionsmittel führenden Leitungen der Dosiervorrichtung mit dessen Abschaltung entleert. Die Entleerung der Vorrichtung kann beispielsweise durch Umschalten der Förderrichtung einer das Reduktionsmittel fördernden Pumpe und/oder durch Betätigung entsprechender Ventile erfolgen. Derartige Systeme setzen jedoch eine elektrische Spannung voraus, um die Förderpumpe und/oder die Ventile zu betätigen. Da die Entleerung in der Regel nach Abschalten des Fahrzeugsmotors erfolgt, gilt es daher bis zur Entleerung der Leitungen eine elektrische Spannung aufrecht zu erhalten. Bei modernen Kraftfahrzeugen mit Not-Aus-Schaltungen wird jedoch das gesamte System stromlos gestellt, so dass eine Entleerung auf die vorstehend genannte Art nicht stattfinden kann. Dies gilt in entsprechender Weise bei Gefahrguttransporten mit einem Batterietrennschalter, welcher bei Betätigung den Verbrennungsmotor ausschaltet (ADR-Funktion). Bei derartigen Fahrzeugen muss demnach die Entleerung der reduktionsmittelführenden Leitungen in anderer Weise vorgenommen werden.However, the predominantly used as a reducing agent aqueous urea solution has the property of freezing at temperatures below -11 ° C and thereby expand. In order to prevent damage due to ice pressure, in particular when the vehicle is at a standstill, therefore, the reducing agent-carrying lines of the metering device are emptied with its shutdown. The emptying of the device can be done for example by switching the conveying direction of the reducing agent pump and / or by operating appropriate valves. However, such systems require an electrical voltage to actuate the feed pump and / or the valves. Since the emptying is usually done after switching off the vehicle engine, it is therefore necessary to maintain an electrical voltage until the emptying of the lines. In modern motor vehicles with emergency stop circuits, however, the entire system is de-energized, so that emptying can not take place in the aforementioned manner. This applies in the same way for dangerous goods transports with a battery disconnect switch, which switches off the combustion engine when actuated (ADR function). In such vehicles, therefore, the emptying of the reducing agent-carrying lines must be made in other ways.

Aus der DE 10 2008 000 594 A1 geht eine Vorrichtung zum Entleeren einer Reduktionsmittelvorrichtung einer Brennkraftmaschine hervor, welche keine elektrische Energie benötigt, sondern mechanische, wie sie in einem mechanischen Energiespeicher, beispielsweise einer Feder gespeichert werden kann. Der mechanische Energiespeicher beaufschlagt hierbei eine mechanische Saug- und/oder Druckvorrichtung, die ein Saug- und/oder Druckorgan aufweist und das Reduktionsmittel in einen Tank befördert.From the DE 10 2008 000 594 A1 is a device for emptying a reducing agent device of an internal combustion engine forth, which does not require electrical energy, but mechanical, as they can be stored in a mechanical energy storage, such as a spring. The mechanical energy store acts on a mechanical suction and / or pressure device which has a suction and / or pressure element and conveys the reducing agent into a tank.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Dosiervorrichtung für ein Reduktionsmittel anzugeben, welche bei Stillstand des Fahrzeuges bzw. nach Abschalten des Verbrennungsmotors nicht mehr entleert werden muss. Des Weiteren soll die angegebene Vorrichtung derart ausgelegt sein, dass insbesondere die empfindlichen Komponenten wie Pumpe und Dosierventil im Falle des Gefrierens des Reduktionsmittels nicht beschädigt werden.Object of the present invention is to provide a metering device for a reducing agent, which no longer needs to be emptied when the vehicle is stopped or after switching off the engine. Furthermore, the specified device should be designed such that in particular the sensitive components such as pump and metering valve are not damaged in the case of freezing of the reducing agent.

Zur Lösung der Aufgabe wird die Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Vorteilhafte Weiterbildungen werden in den auf Anspruch 1 rückbezogenen Unteransprüchen angegeben.To solve the problem, the device with the features of claim 1 is proposed. Advantageous developments are given in the dependent claims on claim 1.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Erfindungsgemäß besitzt die wenigstens eine zwischen der Pumpe und dem Dosierventil angeordnete, das Reduktionsmittel führende Leitung im Anschlussbereich an die Pumpe und/oder an das Dosierventil eine Verengung ihres Durchströmungsquerschnitts oder ein Anschlussstück mit einem gegenüber dem Durchströmungsquerschnitt der Leitung verengtem Durchströmungsquerschnitt. Die Vorteile eines derart ausgebildeten Anschlussbereiches kommen insbesondere bei Leitungen zum Tragen, die aus hydraulischen Gründen relativ steif ausgelegt sind. Denn aufgrund der steifen Auslegung und der in der Regel geometrisch einfachen Querschnittsform der Leitung führt das in der Leitung gefrierende Reduktionsmittel zu einem erhöhten Eisdruck, der wiederum zur Folge hat, dass ein Teil des Reduktionsmittels in eine an die Leitung angrenzende bzw. angeschlossene Komponente gedrückt wird. Handelt es sich bei der Komponente um ein besonders empfindliches Bauteil, wie beispielsweise die Pumpe und/oder das Dosierventil, welche relativ weich ausgelegt sind, kann zusätzliches Reduktionsmittel, das aus der Leitung in die Komponente gedrückt wird, zu einer Beschädigung derselben führen. Denn in der Regel ist das Bauteil nicht in der Lage, dem erhöhten Druck Stand zu halten.According to the invention, the at least one line arranged between the pump and the metering valve and having the reducing agent in the connection region to the pump and / or the metering valve has a constriction of its flow cross-section or a connecting piece with a flow cross-section which is narrower than the flow cross-section of the line. The advantages of a connection region formed in this way are particularly important in the case of lines which are designed to be relatively stiff for hydraulic reasons. Because of the rigid design and the generally geometrically simple cross-sectional shape of the line leads in the line freezing reducing agent to an increased ice pressure, which in turn has the consequence that a portion of the reducing agent is pressed into an adjacent to the line or connected component , If the component is a particularly sensitive component, such as the pump and / or metering valve, which are designed to be relatively soft, additional reductant that is forced out of the conduit into the component can result in damage thereto. As a rule, the component is not able to withstand the increased pressure.

Die Erfindung sieht daher vor, im Anschlussbereich der Leitung an die Pumpe und/oder an das Dosierventil den Durchströmungsquerschnitt der Leitung oder den Durchströmungsquerschnitt eines Anschlussstückes, das die Leitung mit der Pumpe oder dem Dosierventil verbindet, derart zu verengen, dass eine Ausdehnung des gefrierenden Reduktionsmittels über den Anschlussbereich hinaus deutlich erschwert wird. Die über den Anschlussbereich angeschlossene Komponente muss demnach kein oder kaum zusätzliches Reduktionsmittel aus der Leitung aufnehmen, so dass der Druck innerhalb der Komponente selbst nicht oder nur geringfügig erhöht wird. Denn während des Gefriervorgangs bauen sich die in dem Reduktionsmittel enthaltenen Wassermoleküle zu einem hexagonalen Kristallgitter auf, wobei die Moleküle ihre Beweglichkeit verlieren, da sie in das Kristallgitter fest eingebunden werden. Der Verlust der Fließfähigkeit hat zur Folge, dass das den Aggregatzustand wechselnde Reduktionsmittel nicht mehr in der Lage ist, den Engpass zu passieren. Des Weiteren trägt die Verengung des Durchströmungsquerschnitts dazu bei, dass das hierin befindliche Reduktionsmittel schneller gefriert. In kurzer Zeit bildet sich somit im Bereich der Verengung ein Eispropfen, der ebenfalls ein Abströmen des Reduktionsmittels aus der Leitung verhindert.The invention therefore provides, in the connection region of the line to the pump and / or to the metering valve, to narrow the flow cross section of the line or the flow cross section of a connecting piece which connects the line to the pump or the metering valve in such a way that an expansion of the freezing reducing agent beyond the connection area is made much more difficult. Accordingly, the component connected via the connection region does not have to take up any or hardly any additional reducing agent from the line, so that the pressure inside the component itself is not increased or only slightly increased. Because during the freezing process, the water molecules contained in the reducing agent build up into a hexagonal crystal lattice, whereby the molecules lose their mobility because they are firmly bound into the crystal lattice. The loss of fluidity has the consequence that the reducing state of the aggregate reducing agent is no longer able to pass the bottleneck. Furthermore, the constriction of the flow cross-section contributes to the fact that the reducing agent contained therein freezes faster. In a short time, an icing will thus form in the region of the constriction, which also prevents the reductant from flowing out of the line.

Darüber hinaus bewirkt die Verengung des Durchströmungsquerschnitts eine hydraulische Dämpfung. Dieser Vorteil kommt insbesondere bei Systemen zum Tragen, die nicht regelmäßig entleert und mit Luft befüllt werden. Denn bei Systemen, welche regelmäßig entleert und mit Luft gefüllt werden, bilden sich beim Wiederbefüllen kleine Lufttaschen aus, welche im Betrieb der Vorrichtung dämpfend wirken. D. h., dass Druckschwingungen, welche durch die Pumpe und/oder das zyklische Schalten des Dosierventils entstehen, gering gehalten werden. Systeme jedoch, die nicht regelmäßig entleert und mit Luft befüllt werden, weisen nicht die Bildung derartiger dämpfender Lufttaschen auf. Durch eine erfindungsgemäße Ausbildung des Anschlussbereichs einer Leitung an die Pumpe oder an das Dosierventil kann die Querschnittsverengung jedoch die hydraulische Dämpfung der Druckschwingungen bewirken, so dass der Mangel an dampfenden Lufttaschen durch die Querschnittsverengung kompensiert werden kann.In addition, the constriction of the flow cross-section causes a hydraulic damping. This advantage is particularly useful in systems that are not regularly emptied and filled with air. Because in systems that are regularly emptied and filled with air, small air pockets are formed during refilling, which act to dampen the operation of the device. D. h. That pressure fluctuations, which arise by the pump and / or the cyclical switching of the metering valve, are kept low. However, systems that are not regularly emptied and filled with air do not exhibit the formation of such cushioning air pockets. However, by forming the connection region of a line according to the invention to the pump or to the metering valve, the cross-sectional constriction can bring about the hydraulic damping of the pressure oscillations, so that the lack of steaming air pockets can be compensated for by the cross-sectional constriction.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Verengung des Durchströmungsquerschnitts sprunghaft. Beispielsweise kann innerhalb des den Durchströmungsquerschnitt definierenden Innendurchmessers der Leitung oder des Anschlussstücks wenigstens eine Stufe ausgebildet sein. Weiterhin vorzugsweise ist die Stufe als radialer Absatz innerhalb der Leitung oder im Übergang der Leitung zum Anschlussstück ausgebildet. Die Stufe weist demnach bevorzugt eine radial verlaufende Schulterfläche auf, an welcher sich die Kristallgitterstruktur des gefrierenden Reduktionsmittels abstützen kann.According to a preferred embodiment of the invention, the constriction of the flow cross-section is sudden. For example, at least one stage can be formed within the inside diameter of the line or the connection piece defining the flow cross section. Further preferably, the step is designed as a radial shoulder within the line or in the transition of the line to the connector. The step therefore preferably has a radially extending shoulder surface on which the crystal lattice structure of the freezing reducing agent can be supported.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform schließt sich an die Verengung des Durchströmungsquerschnitts von der Leitung kommend ein Druckausgleichsraum mit erweitertem Innendurchmesser an. D. h., dass auf die Verengung des Durchströmungsquerschnitts eine Erweiterung desselben erfolgt. Entsprechend der Verengung kann auch die Erweiterung des Durchströmungsquerschnitts bzw. der Druckausgleichsraum in der Leitung oder dem Anschlussstück ausgebildet sein. Durch die Querschnittserweiterung wird eine weitere bevorzugt radial verlaufende Schulterfläche ausgebildet, welche die Ausbreitung von Druckschwingungen, die durch die Pumpe oder das Dosierventil verursacht werden, zu unterbinden vermag. Dies liegt darin begründet, dass der auf die radiale Schulterfläche auftreffende Teil der Druckwelle an der Schulterfläche reflektiert und damit an der Weiterleitung gehindert wird.According to a further preferred embodiment, a pressure equalization chamber with an extended inner diameter adjoins the constriction of the flow cross section coming from the line. In other words, an enlargement of the flow cross-section takes place on the constriction. Corresponding to the constriction, the widening of the throughflow cross section or the pressure equalization chamber in the line or the connecting piece can also be formed. Due to the cross-sectional widening a further preferably radially extending shoulder surface is formed, which is able to prevent the propagation of pressure oscillations, which are caused by the pump or the metering valve. This is due to the fact that the impacting on the radial shoulder surface part of the pressure wave is reflected at the shoulder surface and thus prevented from being forwarded.

Eine die Erfindung weiterbildende Maßnahme sieht vor, dass die Leitung im Anschlussbereich an die Pumpe und/oder an das Dosierventil eine Vergrößerung ihrer Außenumfangsfläche oder ein Anschlussstück mit einer vergrößerten Außenumfangsfläche aufweist. Zur Vergrößerung der Außenumfangsfläche kann die Leitung oder das Anschlussstück Ausstülpungen und/oder Einschnürungen aufweisen. Beide Maßnahmen bewirken, dass bei niedrigen Außentemperaturen ein erhöhter Wärmeaustausch über die vergrößerte Außenumfangsfläche stattfindet, so dass im Anschlussbereich der Leitung bzw. im Anschlussstück befindliches Reduktionsmittel schneller gefriert. Auf diese Weise kann die Bildung eines den Durchströmungsquerschnitt verschließenden Einspropfens beschleunigt werden.A further development of the invention provides that the line in the connection region to the pump and / or to the metering valve has an enlargement of its outer circumferential surface or a connection piece with an enlarged outer circumferential surface. To increase the outer peripheral surface, the line or the connecting piece may have protuberances and / or constrictions. Both measures have the effect that, at low outside temperatures, an increased heat exchange takes place over the enlarged outer peripheral surface, so that the reducing agent located in the connection region of the line or reducing agent in the connection piece freezes faster. In this way, the formation of a flow cross-section closing Einspropfens can be accelerated.

Weiterhin bevorzugt weist die Leitung oder das Anschlussstück zur Vergrößerung der Außenumfangsfläche wenigstens eine Rippe und/oder Nut auf. Die Rippe und/oder die Nut sind vorzugweise umlaufend, d. h. ringförmig ausgebildet und im Anschlussbereich der Leitung an die Pumpe oder das Dosierventil angeordnet.Further preferably, the line or the connector to enlarge the outer peripheral surface at least one rib and / or groove. The rib and / or the groove are preferably circumferential, d. H. ring-shaped and arranged in the connection region of the line to the pump or the metering valve.

Um ein schnelles Gefrieren des Reduktionsmittels im Bereich der Querschnittsverengung zu bewirken, ist die vergrößerte Außenumfangsfläche durch Ausbildung von Rippen und/oder Nuten vorzugsweise auf Höhe der Querschnittsverengung ausgebildet. Die Rippen dienen gleichsam als Kühlrippen, wobei die Ausbildung umlaufender Nuten im Wesentlichen den gleichen Effekt besitzt.In order to effect a rapid freezing of the reducing agent in the region of the cross-sectional constriction, the enlarged outer peripheral surface is formed by forming ribs and / or grooves preferably at the level of the cross-sectional constriction. The ribs serve as a kind of cooling fins, wherein the formation of circumferential grooves has substantially the same effect.

Als unterstützende Maßnahme kann weiterhin vorgesehen sein, dass in eine reduktionsmittelführende Kammer der Pumpe und/oder des Dosierventils ein elastisch verformbarer Körper eingesetzt ist, der einen Druckausgleich innerhalb der Kammer durch Volumenvergrößerung ermöglicht. Dadurch ist sichergestellt, dass in der Pumpe oder dem Dosierventil befindliches Reduktionsmittel beim Gefrieren nicht zu einer Beschädigung der jeweiligen Komponente führt. Denn die elastischen Einlagen geben zumindest in geringem Umfang einem steigenden Druck nach, so dass sich das Reduktionsmittel ausdehnen kann. Dadurch wird der Eisdruck gering gehalten und eine Beschädigung der Komponente wirksam verhindert.As a supporting measure may further be provided that in a reducing agent-carrying chamber of the pump and / or the metering valve, an elastically deformable body is used, which allows pressure equalization within the chamber by increasing the volume. This ensures that in the pump or the metering valve reducing agent when freezing does not damage the respective Component leads. Because the elastic inserts give at least to a limited extent to an increasing pressure, so that the reducing agent can expand. As a result, the ice pressure is kept low and effectively prevents damage to the component.

Sofern ein Anschlussstück im Anschlussbereich der Leitung mit der Pumpe oder dem Dosierventil vorgesehen ist, kann dieses einstückig mit der Leitung verbunden oder als separates Teil ausgebildet sein, das in den Anschlussbereich ggf. auch nachträglich einsetzbar ist. Somit besteht über die Ausbildung des Anschlussstücks als separates Teil, beispielsweise als Adapter, die Möglichkeit bestehende Dosiervorrichtungen nachzurüsten. Somit sind auch die Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung bei bereits bestehenden Systemen realisierbar.If a connection piece is provided in the connection region of the line to the pump or the metering valve, this may be integrally connected to the line or formed as a separate part, which may also be subsequently used in the connection area. Thus, there is the possibility of retrofitting existing dosing over the formation of the connector as a separate part, for example as an adapter. Thus, the advantages of the device according to the invention in existing systems can be realized.

Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass das Anschlussstück in eine an die Leitung anzuschließende Komponente intergiert wird. So kann beispielsweise die Pumpe oder das Dosierventil eine Ausnehmung zur Aufnahme eines Anschlussstücks aufweisen. Die Ausbildung von außenumfangsseitig angeordneten Rippen und/oder Nuten zur Vergößrerung der Außenumfangsflächen zwecks Beschleunigung des Wärmeabflusses ist dann entbehrlich.Furthermore, it can be provided that the connection piece is integrated in a component to be connected to the line. For example, the pump or the metering valve may have a recess for receiving a connection piece. The formation of outer peripheral side arranged ribs and / or grooves for Vergößererung of the outer peripheral surfaces in order to accelerate the heat dissipation is then unnecessary.

Ferner wird darauf hingewiesen, dass neben der Pumpe und/oder dem Dosierventil auch weitere Komponenten der Dosiervorrichtung über eine erfindungsgemäße Anschlussausbildung an eine Reduktionsmittelführende Leitung angeschlossen werden können. Die Erfindung ist demnach nicht auf den Anschlussbereich einer Leitung an eine Pumpe oder an einem Dosierventil beschränkt.It should also be noted that in addition to the pump and / or the metering valve, further components of the metering device can be connected to a reducing agent-carrying line via a connection formation according to the invention. The invention is therefore not limited to the connection area of a line to a pump or to a metering valve.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Diese zeigen:Preferred embodiments of the invention are described below with reference to the drawings. These show:

1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Einspritzen eines Reduktionsmittels in den Abgasstrang eines Kraftfahrzeuges, 1 a schematic representation of a device for injecting a reducing agent in the exhaust line of a motor vehicle,

2 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform der Erfindung, 2 a longitudinal section through a first embodiment of the invention,

3 einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform der Erfindung, und 3 a longitudinal section through a second embodiment of the invention, and

4 einen Längsschnitt durch eine dritte Ausführungsform der Erfindung. 4 a longitudinal section through a third embodiment of the invention.

Ausführliche Beschreibung der ZeichnungenDetailed description of the drawings

Wie der schematischen Darstellung der 1 zu entnehmen ist, dient die Leitung 3 der Verbindung einer Pumpe 1 mit einem Dosierventil 2, das der Einspritzung eines Reduktionsmittels in eine Abgasleitung 12 dient. Die Aufgabe der Pumpe 1 ist es, das Reduktionsmittel aus einem Vorratstank 11 dem Dosierventil 2 zuzuführen. Da eine Entleerung der Vorrichtung zur Verhinderung von Schäden durch Eisdruck entbehrlich ist, kann die Pumpe 1 derart ausgelegt sein, dass eine Umkehr der Förderrichtung nicht bewirkbar ist. Beispielsweise kann die Pumpe 1 eine Membranpumpe sein. Im Anschlussbereich der Leitung 3 mit der Pumpe 1 sowie mit dem Dosierventil 2 ist an die Leitung 3 jeweils ein Anschlussstück 5 angesetzt, dass im Vergleich zum Durchströmungsquerschnitt der Leitung 3 zumindest über einen Teilbereich einen verringerten Durchströmungsquerschnitt besitzt. Die erfindungsgemäße Verengung des Durchströmungsquerschnitts 4 wird demnach im Übergang von der Leitung 3 zum jeweiligen Anschlusstück 5 ausgebildet. Alternativ zur Ausführungsform der 1 kann die Verengung 4 jedoch auch in der Leitung 3 selbst ausgebildet werden, so dass die Anschlussstücke 5 entbehrlich sind. In den nachfolgend im Detail darsgestellten Ausführungsbeispielen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ist das Anschlussstück 5 jeweils integraler Bestandteil der Leitung 3, worauf nachfolgend noch näher eingegangen wird. Im Hinblick auf die Darstellung der 1 bleibt zu ergänzen, dass die Vorrichtung neben der Pumpe 1 und dem Dosierventil 2 weitere Komponenten umfassen kann, welche über die Leitung 3 oder eine weitere Leitung 3 in Verbindung mit den übrigen Komponenten stehen. Deratige Komponenten können beispielsweise Filtereinrichtungen, Ventile, Sensoren oder dergleichen sein (nicht dargestellt). Die Anschlüsse dieser Komponenten an die Leitung 3 oder eine weitere Leitung 3 sind dann vorzgusweise ebenfalls mit einer erfindungsgemäßen Verengung des Durchströmungsquerschnitts 4 ausgebildet.As the schematic representation of 1 can be seen, the line is used 3 the connection of a pump 1 with a metering valve 2 , the injection of a reducing agent into an exhaust pipe 12 serves. The task of the pump 1 it is the reducing agent from a storage tank 11 the metering valve 2 supply. Since emptying the device to prevent damage by ice pressure is unnecessary, the pump 1 be designed so that a reversal of the conveying direction can not be effected. For example, the pump 1 be a diaphragm pump. In the connection area of the cable 3 with the pump 1 as well as with the dosing valve 2 is on the line 3 one connection piece each 5 assumed that compared to the flow cross section of the line 3 has a reduced flow area over at least a portion. The narrowing of the flow cross-section according to the invention 4 is therefore in transition from the line 3 to the respective connection piece 5 educated. Alternatively to the embodiment of 1 can the narrowing 4 but also in the line 3 even be trained, so that the connecting pieces 5 are dispensable. In the exemplary embodiments of a device according to the invention shown in detail below, the connecting piece is 5 each integral part of the line 3 , which will be discussed in more detail below. With regard to the presentation of 1 It remains to be added that the device next to the pump 1 and the metering valve 2 may include other components which are via the conduit 3 or another line 3 in conjunction with the other components. Deratige components may be, for example filter devices, valves, sensors or the like (not shown). The connections of these components to the line 3 or another line 3 are then vorzgusweise also with a narrowing of the flow cross-section according to the invention 4 educated.

Die Darstellung der 2 zeigt zwei Anschlussbereiche einer Leitung 3, wobei die linke Seite den Anschluss der Leitung 3 an einer Pumpe 1 und die rechte Seite den Anschluss der Leitung 3 an ein Dosierventil 2 zeigt. Die Pumpe 1 und das Dosierventil 2 sind lediglich schematisch als Rechteck dargestellt. Die Leitung 3 ist mit einem Reduktionsmittel, vorzugsweise einer wässrigen Harnstofflösung, befüllt, das bei Temperaturen unter –11°C gefriert und sich dabei ausdehnt. Dieser Effekt, auch als Eisdruck bezeichnet, bewirkt einen Druckanstieg innerhalb der Leitung 3, so dass ein erhöhter Druck an der Innenwandung der Leitung 3 anliegt, siehe radial verlaufende Pfeile. Im Anschlussbereich an die Pumpe 1 bzw. an das Dosierventil 2 weist die Leitung 3 eine Verengung 4 ihres Durchströmungsquerschnitts in Form einer Stufe 6 auf, an welcher eine radiale verlaufende Schulterfläche 7 ausgebildet ist. Die radial verlaufende Schulterfläche 7 verhindert eine Ausdehnung des gefrierenden Reduktionsmittels in axialer Richtung, so dass durch die Schulterfläche 7 bzw. die Stufe 6 eine Übertragung des Eisdrucks aus der Leitung 3 in die Pumpe 1 bzw. in das Dosierventil 2 verhindert oder zumindest verringert wird. Die hierbei auf die radial verlaufende Schulterfläche 7 wirkende Druckkraft des Eisdrucks wird durch die schwarzen in axialer Richtung verlaufenden Pfeile dargestellt. Die Verengung 4 ist im Ausführungsbeispiel der 2 nicht exakt am Ende der Leitung 3 ausgebildet, sondern axial beabstandet zur Pumpe 1 bzw. zum Dosierventil 2. Somit wird im Anschluss an die Verengung 4 ein Druckausgleichsraum 8 ausgebildet, dessen Durchströmungsquerschnitt im Wesentlichen dem der Leitung 3 entspricht. Auf die Verengung 4 des Durchströmungsquerschnitts folgt demnach wieder eine Erweiterung, welche einen Druckausgleich ermöglicht. Zudem vermag die Stufe 6, welche den Druckausgleichsraum 8 in axialer Richtung begrenzt, die Ausbreitung von Druckwellen zu verhindern, welche von der Pumpe 1 oder dem Dosierventil 2 verursacht werden. Der Druckausgleichsraum 8 hat somit eine dämpfende Wirkung. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Anschluss der Leitung 3 an das Dosierventil 2 analog dem Anschluss an die Pumpe 1 ausgebildet. Auf die Angabe von Bezugszeichen wurde daher verzichtet. Dies bedeutet jedoch nicht, dass die Anschlüsse jeweils gleichartig ausgebildet sein müssen. Demzufolge sind auch Kombinationen verschiedener Anschlüsse, wie sie nachfolgend beispielhaft in den 3 und 4 dargestellt sind, in einer Dosiervorrichtung realsierbar. Der Einfachheit halber wurden die Anschlüsse einer Figur jeweils als gleichartige Anschlüsse dargestellt. Des Weiteren ist es nicht zwingend erforderlich, die Leitung 3 direkt mit der Pumpe 1 oder dem Dosierventil 2 zu verbinden und/oder das Anschlussstück 5 integral mit der Leitung 3 auszubilden. Die Verengung 4 des Durchströmungsquerschnitts der Leitung 3 kann somit auch Bestandteil eines als Adapter ausgebildeten separaten Bauteils sein, das im Anschlussbereich zwischen der Leitung 3 und der Pumpe 1 bzw. dem Dosierventil 2 einsetzbar ist. Auf eine gesonderte Darstellung dieser Ausführungsform wurde vorliegend verzichtet.The presentation of the 2 shows two connection areas of a line 3 , where the left side is the connection of the line 3 on a pump 1 and the right side the connection of the pipe 3 to a metering valve 2 shows. The pump 1 and the metering valve 2 are shown only schematically as a rectangle. The administration 3 is filled with a reducing agent, preferably an aqueous urea solution, which freezes at temperatures below -11 ° C and thereby expands. This effect, also known as ice pressure, causes an increase in pressure within the pipe 3 , allowing an increased pressure on the inner wall of the pipe 3 is present, see radially extending arrows. In the connection area to the pump 1 or to the metering valve 2 directs the line 3 a narrowing 4 its flow cross-section in the form of a step 6 on which a radially extending shoulder surface 7 is trained. The radially extending shoulder surface 7 prevents expansion of the freezing reducing agent in the axial direction, so that through the shoulder surface 7 or the stage 6 a transfer of ice pressure from the management 3 into the pump 1 or in the metering valve 2 prevented or at least reduced. The case on the radially extending shoulder surface 7 acting pressure force of the ice pressure is represented by the black arrows running in the axial direction. The narrowing 4 is in the embodiment of 2 not exactly at the end of the line 3 formed, but axially spaced from the pump 1 or to the metering valve 2 , Thus, following the constriction 4 a pressure compensation room 8th formed, whose flow cross-section substantially to that of the line 3 equivalent. On the narrowing 4 the flow cross-section accordingly follows again an extension, which allows pressure equalization. In addition, the level can 6 , which the pressure compensation room 8th limited in the axial direction to prevent the propagation of pressure waves coming from the pump 1 or the metering valve 2 caused. The pressure compensation room 8th thus has a dampening effect. In the present embodiment, the connection of the line 3 to the metering valve 2 analogous to the connection to the pump 1 educated. The indication of reference numerals has therefore been omitted. However, this does not mean that the connections must each be identically formed. Accordingly, combinations of different terminals, as exemplified in the following 3 and 4 are shown, realized in a metering device. For the sake of simplicity, the connections of a figure have each been shown as similar connections. Furthermore, it is not mandatory, the line 3 directly with the pump 1 or the metering valve 2 to connect and / or the connector 5 integral with the pipe 3 train. The narrowing 4 the flow cross section of the line 3 Thus, it can also be part of a separate component designed as an adapter, which in the connection area between the line 3 and the pump 1 or the metering valve 2 can be used. In a separate presentation of this embodiment has been omitted here.

Die Ausführungsform der 3 unterscheidet sich von der der 2 dadurch, dass im Anschlussbereich auf Höhe der Verengung 4 des Durchströmungsquerschnitts zwei ringförmige Rippen 9 ausgebildet sind, welche die Außenumfangsfläche der Leitung 3 vergrößern. Die Rippen 9 besitzen somit die Wirkung von Kühlrippen und beschleunigen das Gefrieren des Reduktionsmittels im Bereich der Verengung 4 bei tiefen Außentemperaturen. Somit bildet sich in kurzer Zeit ein Eispropfen innerhalb der Verengung 4, welcher ein Abströmen des Reduktionsmittels zur Pumpe 1 oder zum Dosierventil 2 verhindert. Die Anzahl von zwei Rippen 9 ist beispielhaft gewählt, d. h. es können auch mehr oder weniger Rippen 9 außenumfangsseitig an der Leitung 3 ausgebildet sein. Ist die Verengung 4 Bestandteil eines Anschlussstücks 5, sind vorzugsweise auch die Rippen 9 am Anschlussstück 5 ausgebildet.The embodiment of the 3 is different from that of 2 in that in the connection area at the height of the constriction 4 the flow cross-section two annular ribs 9 are formed, which the outer peripheral surface of the conduit 3 enlarge. Ribs 9 thus have the effect of cooling fins and accelerate the freezing of the reducing agent in the region of the constriction 4 at low outside temperatures. Thus, in a short time an icebreaking forms within the constriction 4 , which is an outflow of the reducing agent to the pump 1 or to the dosing valve 2 prevented. The number of two ribs 9 is chosen by way of example, ie it can also more or less ribs 9 outside circumference on the line 3 be educated. Is the constriction 4 Part of a connector 5 , are preferably also the ribs 9 at the connection piece 5 educated.

Einen vergleichbaren Effekt erhält man, wenn man entsprechend dem Ausführungsbeispiel der 4 die Leitung 3 mit einer umlaufenden Nut 10 versieht, da auch diese zu einer Vergrößerung der Außenumfangsfläche der Leitung 3 führt. Der Vorteil dieser Ausführungsform ist darin zu sehen, dass die Leitung 3 in radialer Richtung weniger aufbaut. Auch die Nut 10 kann alternativ an einem Anschlussstück 5 angeordnet sein, sofern das Anschlussstück 5 der Ausbildung der Verengung 4 dient.A comparable effect is obtained if, according to the embodiment of the 4 The administration 3 with a circumferential groove 10 provides, as these too to increase the outer peripheral surface of the line 3 leads. The advantage of this embodiment is the fact that the line 3 builds less in the radial direction. Also the groove 10 can alternatively on a connection piece 5 be arranged, provided the connection piece 5 the formation of the constriction 4 serves.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102008000594 A1 [0004]

Claims

Device for metering a reducing agent, in particular an aqueous urea solution for aftertreatment of exhaust gases, into the exhaust gas line of a motor vehicle, comprising a pump ( 1 ) and a metering valve ( 2 ) and at least one between the pump ( 1 ) and the metering valve ( 2 ), the reducing agent leading line ( 3 ), characterized in that the line ( 3 ) in the connection area to the pump ( 1 ) and / or to the metering valve ( 2 ) a narrowing ( 4 ) of its flow cross-section or a connection piece ( 5 ) with a relation to the flow cross section of the line ( 3 ) has a narrowed flow cross-section.

Device according to claim 1, characterized in that the constriction ( 4 ) of the flow cross section takes place abruptly, for example by forming at least one stage ( 6 ) within the inside diameter of the conduit defining the flow area ( 3 ) or the connector ( 5 ).

Device according to claim 2, characterized in that at least one stage ( 6 ) a radially extending shoulder surface ( 7 ) owns.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the constriction ( 4 ) of the flow cross section of the line ( 3 ) Coming a pressure compensation room ( 8th ) with extended inside diameter, wherein the pressure equalization space ( 8th ) in the line ( 3 ) or the fitting ( 5 ) may be formed.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the line ( 3 ) in the connection area to the pump ( 1 ) and / or the metering valve ( 2 ) an enlargement of its outer circumferential surface or a connecting piece ( 5 ) having an enlarged outer peripheral surface.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the line ( 3 ) or the connecting piece ( 5 ) for enlarging the outer peripheral surface at least one rib ( 9 ) and / or groove ( 10 ) having.